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第42讲电解池金属的腐蚀与防护[复习目标] 1.理解电解池的构成、工作原理，能书写电极反应式和总反应方程式。
2.掌握氯碱工业、电解精炼、电镀、电冶金等的反应原理。
3.了解金属发生电化学腐蚀的原因、金属腐蚀的危害以及防止金属腐蚀的措施。
考点一电解池及工作原理1．电解与电解池2．构建电解池模型(以电解CuCl2溶液为例)3．电解规律(1)阳极放电规律①活性电极(除Au、Pt以外的金属材料作电极)，电极材料失电子，生成金属阳离子。
②惰性电极(Pt、Au、石墨)，要依据阴离子的放电顺序加以判断。
阴离子的放电顺序：S2－＞I－＞Br－＞Cl－＞OH－＞含氧酸根离子。
S2－、I－、Br－、Cl－放电，产物分别是S、I2、Br2、Cl2；若OH－放电，则得到H2O和O2。
(2)阴极产物的判断直接根据阳离子放电顺序进行判断。
阳离子放电顺序：Ag＋＞Fe3＋＞Cu2＋＞H＋(酸)＞Fe2＋＞Zn2＋＞H＋(水)＞Al3＋＞Mg2＋。
注意电解水溶液时，Al3＋、Mg2＋、Na＋、K＋不可能在阴极放电。
(3)用惰性电极电解不同类型电解质溶液①电解水型实例电极反应式及总反应式电解质溶液浓度复原方法H2SO4阴极：2H＋＋2e－===H2↑阳极：2H2O－4e－===4H＋＋O2↑总反应式：2H2O=====电解2H2↑＋O2↑增大加水②电解电解质型实例电极反应式及总反应式电解质溶液浓度复原方法HCl阴极：2H＋＋2e－===H2↑阳极：2Cl－－2e－===Cl2↑总反应式：2HCl=====电解H2↑＋Cl2↑减小通入HClCuCl2阴极：Cu2＋＋2e－===Cu阳极：2Cl－－2e－===Cl2↑总反应式：CuCl2=====电解Cu＋Cl2↑加CuCl2固体③电解质和水均参与电解型实例电极反应式及总反应式电解质溶液浓度复原方法NaCl、KCl(放H2生碱)阳极：2Cl－－2e－===Cl2↑阴极：2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－总反应式：2Cl－＋2H2O=====电解Cl2↑＋H2↑＋2OH－减小并生成新电解质通入HCl气体CuSO4、Cu(NO3)2 (放O2生酸)阳极：2H2O－4e－===4H＋＋O2↑阴极：Cu2＋＋2e－===Cu总反应式：2Cu2＋＋2H2O=====电解2Cu＋O2↑＋4H＋减小并生成新电解质加CuO一、电解过程分析与溶液的复原方法1.用石墨作电极，电解稀Na2SO4溶液的装置如图所示，通电后在石墨电极A和B附近分别滴加一滴石蕊溶液。
第8章第2节 电解池 金属的腐蚀与防护1.认识化学能与电能相互转化的实际意义及其重要应用。
了解电解池的工作原理,认识电解在实现物质转化和储存能量中的具体应用。
了解金属发生电化学腐蚀的本质,知道金属腐蚀的危害,了解防止金属腐蚀的措施。
2.能分析、解释电解池的工作原理,能设计简单的电解池。
能利用电化学原理解释金属腐蚀现象,选择并设计防腐措施。
3.能举例说明化学在解决能源危机中的重要作用,能分析能源的利用对自然环境和社会发展的影响。
能综合考虑化学变化中的物质变化和能量变化来分析、解决实际问题。
1.本部分主要考查:(1)电解池的工作原理,如电解池阴阳极的判断、电极反应式的书写及溶液pH的变化等。
(2)电解规律及其应用,如氯碱工业、粗铜的精炼、电镀等。
(3)金属发生电化学腐蚀的原因和防止金属腐蚀的措施。
题型有选择题、填空题。
2.对电解原理的复习应该针对以下几点:(1)理解电解池基本原理;(2)阴、阳电极的判断;(3)电极反应类型;(4)电极反应式;(5)电子或电流流向。
内容索引第一环节 必备知识落实第二环节 关键能力形成第三环节 核心素养提升实验探源第一环节 必备知识落实1电解池原理及其应用知识筛查1.电解2.电解池(1)定义:电解池是把电能转变为化学能的装置。
(2)电解池的构成条件:①有外接直流电源;②有与电源相连的两个电极;③形成闭合回路;(3)电解池工作原理(以电解CuCl2溶液为例)。
(4)电解原理示意图。
特别提醒(1)“活泼电极”一般指Pt、Au以外的金属电极。
金属活动性顺序中银以后的金属或非金属作电极时,称为惰性电极,主要有铂(Pt)、石墨等。
(2)电解时,在外电路中有电子通过,而在溶液中是依靠离子定向移动形成电流的,即电子不通过电解质溶液。
3.判断电解池阴极、阳极常用的方法判断方法阳极阴极电源正负极与正极相连与负极相连闭合回路导线中电子流出电子流入电解质溶液中阳离子移离阳离子移向阴离子移向阴离子移离电极反应得失电子失电子得电子化合价升高降低反应类型氧化反应还原反应电极质量通常减小或不变通常增大或不变4.用惰性电极电解电解质溶液的一般规律特别提醒分析电解池注意“两看”:(1)一看电极材料,若是金属(Au、Pt除外)作阳极,金属一定被电解(注:Fe 在阳极失电子生成Fe2+)。
第6讲 电解池工作原理的常规应用及金属的腐蚀与防护课标要求核心考点五年考情核心素养对接1.认识电解在实现物质转化和储存能量中的具体应用。
2.了解金属发生电化学腐蚀的本质，知道金属腐蚀的危害，了解防止金属腐蚀的措施。
3.能利用电化学原理解释金属腐蚀现象，选择并设计防腐措施。
4.学生必做实验：简单的电镀实验氯碱工业、电镀及精炼铜2023年6月浙江，T13；2023上海，T18；2023广东，T13；2020年1月浙江，T18证据推理与模型认知：能判断装置是否可以实现电解；能解释电解过程的工作原理金属的腐蚀与防护2023重庆，T5；2021重庆，T17；2020上海，T18；2020江苏，T11；2019上海，T17；2019江苏，T10命题分析预测1.高考中关于氯碱工业、铜的精炼、电镀等传统应用的考查相对较少，常引入新情境考查离子交换膜和双极膜的应用。
2.预计2025年高考会以新型电化学装置为载体，结合环保、物质的分离与提纯以及物质的制备考查离子交换膜的应用和金属的防护在实际工业中的应用考点1 氯碱工业、电镀及精炼铜1.氯碱工业阴极反应：[1] 2H 2O ＋2e －2OH －＋H 2↑ ； 阳极反应：[2] 2Cl －－2e－Cl 2↑电解反应：2NaCl ＋2H 2OH 2↑＋Cl 2↑＋2NaOH该电解池中，离子交换膜为[3] 阳离子交换膜 ，其作用为[4]允许阳离子（Na ＋）通过，不允许OH －和气体通过，防止OH －与Cl 2反应，防止H 2与Cl 2反应2.精炼铜阳极反应：[5] Cu －2e －Cu 2＋（或Zn －2e－Zn 2＋；Fe －2e－Fe 2＋；Ni －2e－Ni 2＋）。
阴极反应：Cu 2＋＋2e －Cu注意 （1）阳极泥的主要成分有Ag 、Au 。
（2）利用该原理也可设计精炼银。
3.电镀电镀铜，阳极反应：[6] Cu －2e －Cu 2＋。
阴极反应：[7] Cu 2＋＋2e－Cu电镀银，阳极反应：[8] Ag －e －Ag ＋。
课题22电解池金属腐蚀与防护学习任务1电解原理一、电解和电解池1．电解：在电流作用下，电解质在两个电极上分别发生氧化反应和还原反应的过程。
2．电解池：将电能转化为化学能的装置。
3．电解池的构成(1)有与电源相连的两个电极。
(2)电解质溶液(或熔融电解质)。
(3)形成闭合回路。
二、电解池的工作原理电子和离子的移动方向(1)电子：从电源的负极流出后，流向电解池的阴极；从电解池的阳极流出后流向电源的正极。
(2)离子：阳离子移向电解池的阴极，阴离子移向电解池的阳极。
三、阴、阳极的判断及电极反应式的书写步骤1．阴、阳极的判断(1)根据外接电源的正、负极判断电源正极连接阳极，电源负极连接阴极。
(2)根据电极产物判断电极溶解、逸出O2(或电极区变酸性)或逸出Cl2的一极为阳极；析出金属或逸出H2(或电极区变碱性)的一极为阴极。
2．电极反应式的书写步骤(1)分析电解质水溶液的组成：找全离子并分阴、阳两组(不要忘记水溶液中的H＋和OH －)。
(2)排出阴、阳两极的放电顺序①阳极活性电极：金属做阳极(Pt、Au除外)，金属本身被电解；惰性电极(Pt、Au、石墨等)：还原性强的离子先放电，放电顺序为S2－>I－>Br－>Cl－>OH －>含氧酸根离子。
②阴极(放电顺序与电极材料无关)氧化性强的离子先放电，放电顺序为Ag＋>Fe3＋>Cu2＋>H＋(酸中)>Fe2＋>Zn2＋>H＋(水中)。
(1)阴极不管是什么材料，电极本身都不反应，一定是溶液(或熔融电解质)中的阳离子放电。
(2)最常用、最重要的放电顺序为阳极：Cl－>OH－；阴极：Ag＋>Cu2＋>H＋。
(3)电解水溶液时，K＋～Al3＋不可能在阴极放电，即不可能用电解水溶液的方法得到K、Ca、Na、Mg、Al等金属。
(3)写出两极电极反应式①阳极：活性电极失去电子生成相应的金属阳离子；溶液中的阴离子失去电子生成相应的单质或高价态化合物。
第3讲 电解池 金属的电化学腐蚀与防护考纲要求：1.了解电解池的工作原理。
2.能写出电极反应式和电解反应方程式。
3.理解金属发生电化学腐蚀的原因，金属腐蚀的危害，防止金属腐蚀的措施。
考点一 电解原理 [教材知识层面]1．电解使电流通过电解质溶液(或熔融的电解质)而在阴、阳两极引起氧化还原反应的过程。
2．电解池(也叫电解槽) (1)概念：电解池是把电能转变为化学能的装置。
(2)构成条件：①有与电源相连的两个电极。
②电解质溶液(或熔融盐)。
③形成闭合回路。
(3)电极名称及电极反应式(如图)：总反应方程式：Cu 2＋＋2Cl －=====电解Cu ＋Cl 2↑(4)电子和离子移动方向：①电子：从电源负极流向电解池的阴极；从电解池的阳极流向电源的正极。
②离子：阳离子移向电解池的阴极；阴离子移向电解池的阳极。
[高考考查层面]命题点1 电解方程式的书写1．方法步骤(1)首先判断阴、阳极，分析阳极材料是惰性电极还是活泼电极。
(2)再分析电解质水溶液的组成，找全离子并分阴、阳两组(勿忘水溶液中的H ＋和OH －)。
(3)然后排出阴、阳两极的放电顺序。
阴极：阳离子放电顺序：Ag ＋>Fe 3＋>Cu 2＋>H ＋(酸)>Fe 2＋>Zn 2＋>H ＋(水)>Al 3＋>Mg 2＋>Na ＋>Ca 2＋>K ＋(水溶液中Al3＋、Mg 2＋、Na ＋、Ca 2＋、K ＋不放电)。
阳极：活泼电极>S 2－>I －>Br －>Cl －>OH －>含氧酸根离子(水溶液中含氧酸根离子不放电)。
(4)分析电极反应，判断电极产物，写出电极反应式，要注意遵循原子守恒和电荷守恒。
(5)最后写出电解反应的总化学方程式或离子方程式。
2．注意问题(1)书写电解池中电极反应式时，要以实际放电的离子表示，但书写总电解反应方程式时，弱电解质要写成分子式。
第三单元 电解池 金属的腐蚀与防护[教材基础—自热身]1．电解使电流通过电解质溶液(或熔融的电解质)而在阴、阳两极引起氧化还原反应的过程。
在此过程中，电能转化为化学能。
2．电解池(1)概念：电解池是把电能转化为化学能的装置。
(2)电解池的构成条件：①有外接电源；②有与电解质溶液或熔融的电解质相连的两个电极；③形成闭合回路。
(3)电极名称及电极反应式(以电解CuCl 2溶液为例)总反应方程式：CuCl 2=====电解Cu ＋Cl 2↑。
(4)电解池中电子和离子的移动：①电子：从电源负极流出后，流向电解池阴极；从电解池的阳极流向电源的正极。
②离子：阳离子移向电解池的阴极，阴离子移向电解池的阳极。
3．在惰性电极上离子的放电依次[知能深化—扫盲点]提能点(一) 惰性电极电解电解质溶液的四种类型[对点练]1．用惰性电极电解下列各组中的三种电解质溶液，在电解的过程中，溶液的pH依次为上升、不变、降低的是( )A．AgNO3 CuCl2 Cu(NO3)2B．KCl Na2SO4 CuSO4C．CaCl2 KOH NaNO3D．HCl HNO3 K2SO4解析：选B AgNO3、Cu(NO3)2、CuSO4等随电解的进行，有酸产生，溶液pH降低；KCl、CaCl2等随电解的进行，有碱产生，溶液pH上升；CuCl2、HCl电解的电解质本身，溶液中CuCl2、HCl削减，对应的H＋削减，溶液的pH上升；KOH、HNO3相当于电解H2O，电解质浓度增大，对应的碱液碱性更强，酸液酸性更强。
提能点(二) 阴、阳极的推断和电解产物的分析方法1．阴、阳极的推断方法依据外接电源正极连阳极，负极连阴极依据电流方向从阴极流出，从阳极流入依据电子流向从阳极流出，从阴极流入依据离子流向阴离子移向阳极，阳离子移向阴极依据电极产物①阳极：电极溶解、逸出O2(或极区变酸性)或Cl2；②阴极：析出金属、逸出H2(或极区变碱性)2.电解产物的分析方法首先明确阳极材料和溶液中存在的全部离子，然后依据如下规律分析推断。
第20讲电解池金属的腐蚀与防护复习目标1.认识电能与化学能相互转化的实际意义及其重要应用。
2.了解电解池的工作原理，认识电解在实现物质转化和储存能量中的具体应用。
3.了解金属发生电化学腐蚀的本质，知道金属腐蚀的危害，了解防止金属腐蚀的措施。
4.能分析、解释电解池的工作原理，能设计简单的电解池。
考点一电解原理必备知识整理1.电解与电解池(1)电解：使________通过电解质溶液(或熔融电解质)而在阳极、阴极引起____________的过程。
(2)电解池：将______直接转化为______的装置。
(3)电解池的构成①有与________相连的两个电极；②________溶液(或________)；③形成________。
2．电解池的工作原理(1)工作原理(2)以惰性电极电解CuCl2溶液为例分析电子和离子的移动方向(惰性电极))3．阴、阳两极上的放电顺序 (1)阴极(与电极材料无关)氧化性强的先放电，放电顺序如下：阳离子放电顺序：Ag ＋＞Fe 3＋＞Cu 2＋＞H ＋(酸)＞Fe 2＋＞Zn 2＋＞H ＋(水)＞Al 3＋＞Mg 2＋。
①若金属阳离子(Fe 3＋除外)放电，则得到相应金属单质；若H ＋放电，则得到H 2。
②放电顺序本质遵循氧化还原反应的优先规律，即得(失)电子能力强的离子先放电。
(2)阳极(与电极材料有关) ①活性电极作阳极(除Au 、Pt 以外的金属)，则活性电极本身失去电子，发生氧化反应。
Cu －2e －===Cu 2＋，Fe －2e －===Fe 2＋。
②惰性电极作阳极(Pt 、Au 、石墨碳棒) 离子的放电顺序如下：4．惰性电极电解电解质溶液的产物判断(图示)示例：用惰性电极电解CuSO 4溶液(放O 2生酸型)阳极反应式：2H 2O －4e －===O 2↑＋4H ＋(或4OH －－4e －===2H 2O ＋O 2↑)阴极反应式：2Cu 2＋＋4e －===2Cu电解总反应式：2CuSO 4＋2H 2O=====电解2Cu ＋O 2↑＋2H 2SO 4 微点拨（1）阴极不管是什么材料，电极本身都不反应，一定是溶液（或熔融电解质）中的阳离子放电。
（2）电解水溶液时，K ＋～Al 3＋不可能在阴极放电，即不可能用电解水溶液的方法得到K 、Ca 、Na 、Mg 、Al 等金属。
（3）电解时，在外电路中有电子通过，而在溶液中是靠离子移动导电。
因此，电子和离子的移动遵循“电子不下水，离子不上线”。
（4）电解后电解质溶液复原遵循“少什么补什么”原则，如电解NaCl 溶液少的H 和Cl ，通入HCl 复原，电解CuSO 4溶液少的是Cu 和O ，补CuO 复原等。
[正误判断](1)原电池的正极和电解池的阳极均发生氧化反应( )(2)电解质溶液的导电过程就是电解质溶液被电解的过程( )(3)电解CuCl 2溶液，阴极逸出的气体能够使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝( )(4)电解盐酸、硫酸溶液等，H ＋放电，溶液的pH 逐渐增大( ) (5)电解时，电解液中阳离子移向阳极，发生还原反应( )(6)电解足量硫酸铜溶液一段时间，为复原可加适量Cu(OH)2( ) (7)用Cu 作电极电解盐酸可发生Cu ＋2H ＋=====电解Cu 2＋＋H 2↑( )对点题组训练题组一 电极反应式的书写与判断1．按要求书写电极反应式和总反应方程式： (1)用惰性电极电解MgCl 2溶液阳极反应式：_______________________________________________________； 阴极反应式：_______________________________________________________； 总反应离子方程式：_________________________________________________。
(2)用Al 作电极电解NaOH 溶液阳极反应式：_____________________________________________________； 阴极反应式：_____________________________________________________； 总反应离子方程式：_______________________________________________。
(3)以Al 为阳极，电解H 2SO 4溶液，铝材表面形成氧化膜阳极反应式：______________________________________________________； 阴极反应式：______________________________________________________； 总反应方程式：____________________________________________________。
(4)离子液体是一种室温熔融盐，为非水体系。
由有机阳离子、Al 2Cl 7−和Al Cl 4−组成的离子液体作电解液时，可在钢制品上电镀铝。
钢制品应接电源的________极，已知电镀过程中不产生其他离子且有机阳离子不参与电极反应，阴极反应式为__________________。
若改用AlCl 3水溶液作电解液，则阴极产物为________。
2．整合有效信息书写电极反应式，按要求填空：(1)利用电化学原理，用惰性电极电解饱和NaHSO 4溶液可以制备过硫酸钠Na 2S 2O 8。
已知在阳极放电的离子主要为HS O 4−，则阳极反应式为________________________________。
(2)电化学干法氧化法脱除H 2S 的原理如图所示。
阳极发生的电极反应为____________；阴极上COS 发生的电极反应为____________________________________________。
微点拨正确书写电极反应式(1)做到“三看”①一看电极材料，若是金属(Au、Pt除外)作阳极，金属一定被电解(注：Fe生成Fe2＋)。
②二看电解质，电解质是否参与电极反应。
③三看电解质状态，是熔融状态，还是水溶液。
(2)规避“两个”失分点①书写电解池中电极反应式时，可以以实际放电的离子表示，但书写总电解反应方程式时，弱电解质要写成分子式，且注明“电解”条件。
②电解水溶液时，应注意放电顺序中H＋、OH－之后的离子一般不参与放电。
)题组二电解规律及电极产物的判断3．用石墨作电极电解溶有物质的量之比为3∶1的NaCl和H2SO4的水溶液。
根据反应产物，电解可明显分为三个阶段，下列叙述不正确的是()A．电解的最后阶段为电解水B．阳极先逸出氯气后逸出氧气C．阴极逸出氢气D．电解过程中溶液的pH不断增大，最后pH为74．下列说法错误的是()A．用惰性电极电解Na2SO4溶液，当2 mol电子转移时，可加入18 g水恢复B．用惰性电极电解1 L 1 mol·L－1 CuSO4溶液，加入1 mol CuO恢复，电路中转移了2 mol 电子C．用惰性电极电解含1 mol NaOH的水溶液，溶液的pH不变D．要想实现Cu＋H2SO4(稀)===CuSO4＋H2↑反应，需在电解池中进行，用Cu为阳极考点二电解原理的应用必备知识整理1.氯碱工业阳极反应式：__________________(______反应)阴极反应式：__________________(或____________________)(________反应) 总反应方程式：2NaCl ＋2H 2O=====电解2NaOH ＋H 2↑＋Cl 2↑电镀电解精炼铜Zn －2e －===Zn 2＋，(1)电解饱和食盐水时，两个电极均不能用金属材料( ) (2)在镀件上电镀铜时，镀件应连接电源的正极( ) (3)根据得失电子守恒可知电解精炼铜时，阳极减少的质量和阴极增加的质量相等( )(4)电镀铜和电解精炼铜时，电解质溶液中c (Cu 2＋)均保持不变( ) (5)电解冶炼镁、铝通常电解熔融的MgCl 2和Al 2O 3， 也可以电解熔融的MgO 和AlCl 3( )(6)电解精炼铜时，阳极泥可以作为提炼贵重金属的原料( )(7)用Zn 作阳极，Fe 作阴极，ZnCl 2溶液作电解质溶液，由于放电顺序H ＋>Zn 2＋，不可能在铁上镀锌( )(8)若把Cu ＋H 2SO 4===CuSO 4＋H 2↑设计成电解池，应用Cu 作阳极，稀H 2SO 4作电解液( )对点题组训练题组一 氯碱工业1．如图为电解饱和食盐水装置，下列有关说法不正确的是( )A ．左侧电极上发生氧化反应B ．右侧生成的气体能使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝C ．电解一段时间后，B 口排出NaOH 溶液D ．电解饱和食盐水的离子方程式：2Cl －＋2H 2O=====电解2OH －＋H 2↑＋Cl 2↑2．高氯酸在化工生产中有广泛应用，工业上以NaClO 4为原料制备高氯酸的原理如图所示。
下列说法正确的是( )A ．上述装置中，f 极为光伏电池的正极B ．阴极反应式为2H 2O －4e －===4H ＋＋O 2↑C ．d 处得到较浓的NaOH 溶液，c 处得到HClO 4D ．若转移2 mol 电子，理论上生成100.5 g HClO 4题组二 电镀3．下列图示中关于铜电极的连接错误的是( )4．用电解氧化法可以在铝制品表面形成致密、耐腐蚀的氧化膜，电解质溶液一般为H 2SO 4H 2C 2O 4混合溶液。
下列叙述错误的是( )A ．待加工铝质工件为阳极B ．可选用不锈钢网作为阴极C ．阴极的电极反应式为Al 3＋＋3e －===Al D ．硫酸根离子在电解过程中向阳极移动题组三 电冶金5．如图是利用阳离子交换膜和过滤膜制备高纯度的Cu 的装置示意图，下列有关叙述不正确的是( )A ．电极A 是粗铜，电极B 是纯铜B ．电路中通过1 mol 电子，生成32 g 铜C ．溶液中S O 42−向电极A 迁移D ．膜B 是过滤膜，阻止阳极泥及杂质进入阴极区6．1807年化学家戴维电解熔融氢氧化钠制得钠：4NaOH(熔融)=====电解1 100 ℃ O 2↑＋4Na ↑＋2H 2O ；后来盖吕萨克用铁与熔融氢氧化钠作用也制得钠：3Fe ＋4NaOH===Fe 3O 4＋2H 2↑＋4Na ↑。
下列有关说法正确的是( )A ．戴维法制钠，阳极的电极反应式为Na ＋＋e －===Na ↑ B ．盖吕萨克法制钠原理是利用铁的金属性比钠的强C ．若用戴维法与盖吕萨克法制得等量的钠，两方法转移电子总数相等D ．还可以用电解熔融氯化钠法制钠考点三 金属的腐蚀与防护必备知识整理1.金属腐蚀的本质金属原子失去电子变成金属阳离子，金属发生__________反应，可表示为M －n e －===M n＋。
